KJP2002. Kjemisk teknologi

Transkript

1 Finnmark fylkeskommune Troms fylkeskommune Nordland fylkeskommune Nord-Trøndelag fylkeskommune Sør-Trøndelag fylkeskommune Møre og Romsdal fylke Skriftlig eksamen KJP2002 Kjemisk teknologi Utdanningsprogram for Teknikk og industriell produksjon Vg2 Kjemiprosess Torsdag 24. november 2011 Privatisteksamen

2 Eksamenstid: Tillatte hjelpemiddel Bruk av kilder Andre opplysninger: 4 timer Alle hjelpemidler er tillatt. Unntak er Internett og andre verktøy som tillater kommunikasjon. Kilder er tekster som er tilgjengelige for andre, dvs. publiserte tekster. Dersom det er aktuelt for deg å bruke kilder i din besvarelse enten fordi oppgaven krever det, eller fordi du velger å bruke kilder, må disse oppgis på en etterrettelig måte. Det finnes ulike måter å oppgi kilder på. Det vesentlige er at alle kilder som blir brukt til eksamen, skal oppgis på en slik måte at leseren kan finne fram til dem. Du skal oppgi forfatter og fullstendig tittel på så vel lærebøker som annen litteratur. Dersom du bruker utskrift eller sitater fra nettsider, skal du oppgi nøyaktig nettadresse og nedlastingsdato. Oppgavesettet har fem sider med forsiden og ett vedlegg. Vurderingsveiledningen gir deg informasjon om hva som forventes av svaret ditt, og hva sensor vil vektlegge. Eksamenssettet må skrives ut i farger på eksamensdagen. Fargene gjør at essenser i det vedlagte flytskjemaet fremkommer meget tydeligere. VURDERINGSVEILEDNING FOR BESVARELSEN: Når du løser oppgaven må du beskrive de valgene du tar og gi en begrunnelse Din kompetanse i faget ut fra kompetansemålene i læreplanen viser du ved å: o presentere og bruke fagstoff, og begrunne dine synspunkter og forslag til løsning på oppgaven o trekke inn ulike synspunkter og løsninger som er relevante for oppgavens problemstillinger o gjøre rede for resultatet/ konsekvensene av dine faglige valg o mestre relevante grunnleggende ferdigheter o bruke eksempler der det er relevant o bruke fagterminologi, hjelpemiddel og vedlegg på en hensiktsmessig og etterrettelig måte 2

3 Generelle opplysninger Bokmål Oppgavesettet består av totalt 4 sider, herav 3 tekstsider, med 1 oppgave, og 1 vedlegg. Hele oppgaven skal besvares. Alle hjelpemidler er tillatt med unntak av Internett eller andre verktøy som tillater kommunikasjon. Du skal føre inn nødvendig mellomregning. Skriv forklaring som er så fullstendig at det ikke kan være tvil om hvordan oppgaven er løst. Husk å ta med benevning og et fornuftig antall gjeldende sifre i svar på praktiske oppgaver. Man kan få inntrykk av at denne oppgaven kan besvares svært kort, men oppgavesettet er laget ut fra at man har fire timer til disposisjon. Det blir lagt vekt på at du viser faglig bredde og dybde i forhold til de aktuelle oppgavene og at du kan anvende kunnskapene dine, trekke frem det vesentlige og se sammenhenger i faget. En god besvarelse viser brede kunnskaper med betydning for oppgaven og høyt kunnskapsnivå innenfor læreplanens mål. I vurderingen av besvarelsen er det din helhetlige kompetanse som vil bli vurdert i forhold til målene i læreplanen. Det blir lagt vekt på at du så langt som mulig prøver å forklare og begrunne de svarene du gir. Det er ikke meningen at du skal være like grundig i alle deler av besvarelsen. Oversiktlig føring teller også med i helhetsvurderingen. Flytskjemaet gjengis med tillatelse fra FREVAR (Fredrikstad Vann, Avløp og Renovasjonsforetak), 3

4 Oppgave 1 Energigjenvinning blir stadig mer og mer aktuelt. En metode i så måte er forbrenning av avfall ved høye temperaturer ( C). I et søppelforbrenningsanlegg kan energien som utvikles eksempelvis anvendes til å omdanne vann til damp. Dampen kan så benyttes som et varmemedium for det lokale næringslivet eller kjøres gjennom en turbin for å produsere elektrisk strøm til egen eller annen industrivirksomhet. Et eksempel på et avfallsforbrenningsanlegg er vist i vedlegg 1. All forbrenning medfører såkalte røykgasser som må renses grundig. Noen prinsipper i så måte fremgår av flytskjemaet i vedlegget. a) Hvor mye energi kreves for å varme opp 25 liter vann fra 20 C opp til kokepunktet og deretter fordampe alt dette (ved normalt lufttrykk)? b) Til rensning av røykgassene benyttes en type filter kalt posefilter. Gjør rede for konstruksjon og virkemåte samt fordeler og ulemper ved bruk av akkurat dette prosessutstyret. c) Direkte etter dampkjelen kommer en annen type filter (brunrød farge). Hvilken spesifikk type filter er dette? Gjør rede for konstruksjon og virkemåte samt fordeler og ulemper ved bruk av akkurat dette prosessutstyret. d) Aktivt kull er angitt to ganger i flytskjemaet. Hva skiller såkalt aktivt kull fra andre typer kull, og hva benyttes aktivt kull til? e) Produsert damp er såkalt høytrykksdamp. Hva menes med begrepet absolutt trykk? Hvilke fordeler og ulemper har høytrykksdamp sammenlignet med lavtrykksdamp? f) Den rensede gassen som slippes ut gjennom pipen, blir kontinuerlig overvåket (av et måle-system som kalles OPSIS) for innhold av blant annet kullos (karbonmonoksid), nitrogen-oksider, støv, sure gasser og tungmetaller. Hvilke miljøpåvirkninger vil utslipp av sure svovelgasser (eksempelvis svoveldioksid SO 2 ) og ulike nitrogenoksidforbindelser, samlet omtalt som NO x, medføre? g) Sure svovelgasser kan ofte fanges ved hjelp av en basisk kalkløsning. Gjør nærmere rede for denne renseteknikken. h) Man ser av flytskjemaet at en varmeveksler er montert inn på røykgassløyfen mellom vaske-tårnet og kalkreaktoren. Varmeveksleren er også koblet opp mot dampsløyfen. Hva er hensikten med denne sammenkoblingen? i) Rensning av røykgasser i vasketårn (scrubber) medfører at det oppstår et vannholdig slam som tappes ut og deretter må behandles separat. Skisser i korte trekk hvordan du i etterkant av vasketårnet vil gå frem for å skille dette slammet i flytende del (renset vann som kan slippes ut) og fast del (tørket slam til deponering). 4

5 Vedlegg 1. Flytskjema over avfallsforbrenningsanlegg 5